在半導(dǎo)體、微電子、光學(xué)、顯示、新能源、汽車、航空航天等行業(yè)，薄膜厚度測量都起著關(guān)鍵作用。如：芯片制造中的光刻膠和介電層、MEMS器件的功能薄膜、光伏電池的減反射膜、鈣鈦礦太陽能電池的功能層等等。

各行各業(yè)測量薄膜厚度的目的是：質(zhì)量控制、成本控制以及技術(shù)研發(fā)，避免因薄膜厚度影響產(chǎn)品的功能性與安全性，精確到納米級(jí)把控降本空間，突破技術(shù)研發(fā)瓶頸。

那么怎么選擇合適的膜厚儀呢？今天，小優(yōu)博士為大家提供選擇技巧！

膜厚儀-按測量原理分類

1、光譜反射/光干涉法

• 原理：通過分析薄膜表面與基底反射光的干涉現(xiàn)象，結(jié)合光譜反射率以及折射率計(jì)算厚度。如：優(yōu)可測薄膜厚度測量儀AF系列。

• 適用場景：半導(dǎo)體光刻膠、液晶顯示膜、光學(xué)鍍膜、量子點(diǎn)等透明/半透明薄膜，厚度范圍覆蓋1nm至250μm。

Atometrics薄膜厚度測量儀AF系列

• 理論上來說，只有透明/半透明材料制成的薄膜才可被光波穿透，從而可用光干涉原理的膜厚儀來進(jìn)行測量。但是一些不透光材料，如金屬，在某種情況下也能測量：當(dāng)金屬膜僅有幾百納米甚至是幾納米薄的情況下，也能被部分光波穿透，這時(shí)就能精確測量出膜的厚度。

Atometrics薄膜厚度測量儀AF系列

2、磁性測厚法

• 原理：通過測量磁性基體上非磁性涂層引起的磁阻變化來確定厚度。

• 適用場景：導(dǎo)磁金屬基材上的非導(dǎo)磁涂層，如鋼結(jié)構(gòu)防腐層、汽車噴涂等。

3、渦流測厚法

• 原理：利用高頻交變電流在線圈中產(chǎn)生電磁場，導(dǎo)電金屬基體上的非導(dǎo)電涂層會(huì)改變渦流反饋信號(hào)，從而計(jì)算厚度。

• 適用場景：導(dǎo)電金屬基材的非導(dǎo)電涂層，如航空航天器表面、鋁制品氧化膜等。

4、熒光X射線法

• 原理：通過X射線激發(fā)材料釋放熒光，分析熒光能量和強(qiáng)度來測定鍍層成分及厚度。

• 適用場景：多層鍍層或復(fù)雜成分涂層的無損檢測，如電子元件鍍層、合金材料等。

5、超聲波測厚法

• 原理：利用超聲波在涂層與基體界面反射的時(shí)間差計(jì)算厚度。

• 適用場景：多層涂鍍層或磁性/渦流法無法測量的場合，但國內(nèi)應(yīng)用較少。

6、電解測厚法

• 原理：通過電解溶解涂層，根據(jù)電流消耗計(jì)算厚度，屬于破壞性檢測。

• 適用場景：實(shí)驗(yàn)室中對精度要求不高的涂層分析。

7、放射測厚法

• 原理：利用放射性同位素發(fā)射的粒子穿透涂層后的衰減程度測量厚度。

• 適用場景：特殊工業(yè)環(huán)境（如高溫、高壓），但成本高昂。

膜厚儀-按薄膜厚度量級(jí)分類

1、納米級(jí)（1nm–100nm）

• 測量技術(shù)：光譜橢偏儀、高精度分光干涉膜厚儀（如Atometrics AF-3000系列）、白光干涉法（如Atometrics AM系列）。

• 應(yīng)用：半導(dǎo)體薄膜（如氮化硅、光刻膠）、鈣鈦礦、量子點(diǎn)等。

Atometrics白光干涉儀AM系列

2、亞微米級(jí)（100nm–1μm）

• 測量技術(shù)：高精度分光干涉膜厚儀（如Atometrics AF-3000系列）、白光干涉儀（如Atometrics AM系列）。

• 應(yīng)用：光學(xué)鍍膜、MEMS器件薄膜等。

Atometrics薄膜厚度測量儀AF系列

3、微米級(jí)（1μm–100μm）

• 測量技術(shù)：磁性法、渦流法、高精度分光干涉膜厚儀（如Atometrics AF-3000系列）。

• 應(yīng)用：工業(yè)防腐涂層、印刷電路板鍍層等。

Atometrics薄膜厚度測量儀AF系列

4、毫米級(jí)（>100μm）

• 測量技術(shù)：超聲波法、高精度分光干涉膜厚儀（如Atometrics AF-3000系列）、光譜共焦技術(shù)（如Atometrics AP-5000系列）。

• 應(yīng)用：厚膜涂層、復(fù)合材料等。

Atometrics光譜共焦位移傳感器AP系列

綜合上述兩種考慮層面：測量原理與厚度量級(jí)，可以極大縮小適合待測薄膜的測量產(chǎn)品范圍。然后結(jié)合測量效果、精度要求、測量效率與儀器成本等各方面，即可選定最合適的薄膜厚度測量方式。